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    標題 磁帶非但沒被淘汰 容量還比硬盤大了？
    分類 熱點事件
    內容

    一盤磁帶可以存儲580TB的數據？

    那不是廢話。已經發生了。

    IBM和fujifilm的一項技術突破表明，他們已經找到了一種將單個磁帶的容量增加到580TB的方法。

    這大約相當于12萬張DVD的存儲容量。如果放在256GB的SD存儲卡上，可以裝滿2320張DVD。這個數字刷新了磁帶存儲密度的世界紀錄，相關研究已經發表在《IEEE 磁學匯刊》。

    6354e8d48e9f0923182144a1_10245314.jpg很多人的印象是磁帶分AB兩面，加起來要兩部分才能存下一張港臺專輯。容量連CD都比不上，再加上速度慢，體積大的缺點，相信很多00后都沒見過(曝光年齡系列)。

    而不是被淘汰，怎么會突然存儲這么多數據？

    6354e8d48e9f0923182144a2_10245314.jpg新材料疊加納米級分布Buff

    根據R&D團隊披露的信息，超細鍶鐵氧體磁性顆粒用于磁帶介質。

    這種材料的化學式為SrFe (12) O (19)，是一種具有永久磁性的黑色材料，常用于微波器件、記錄介質、磁光介質、電信和電子行業。

    過去，磁帶在存儲介質上覆蓋另一種物質，鋇鐵氧體顆粒。

    6354e8d48e9f0923182144a3_10245314.jpg開始讀取時，讓磁頭(一個電磁鐵)接觸磁帶，磁性物質發生變化形成電磁感應，然后變成數據讀入系統。

    相反，在寫入時，磁頭施加強磁場，改變磁帶上磁粉的磁場分布。

    6354e8d48e9f0923182144a4_10245314.jpg來源：hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/

    在新的成果中，研究人員將這種材料變成了鍶鐵氧體。

    其顆粒比原料小60%，使其均勻排列在磁帶介質上，可以提高存儲密度，實現納米級讀取和更高的信噪比。

    下圖是鍶鐵氧體和鋇鐵氧體在電子顯微鏡下的粒度對比：

    6354e8d48e9f0923182144a5_10245314.jpg細晶粒磁性材料不僅可以存儲更高密度的信息，還可以使磁帶介質表面更加光滑。

    研究人員使用40微米x 40微米原子力顯微鏡觀察鍶鐵氧體和鋇鐵氧體磁帶的表面。新材料膠帶表面更光滑，平均粗糙度Ra為1.1nm，而原材料Ra為2nm。

    6354e8d48e9f0923182144a6_10245314.jpg除了更新材料，研究團隊還改進了生產設備，使材料更均勻地分布在磁性層和非磁性層上，從而提高表面光潔度。

    磁頭也被切割成斜面，讀取部分增加了20mm的空氣軸承，進一步減少摩擦。

    在對上述改進的系統進行測試后，團隊發現其線密度在寬度為29nm的超窄TMR傳感器讀取時可以達到702Kbpi，在電流為22 mA時信噪比(SNR)值達到最大值：

    6354e8d48e9f0923182144a7_10245314.jpg此外，團隊還使用了一套伺服控制器，保證了磁頭在讀取時能夠準確定位在磁帶表面，運行精度達到了3.2nm。

    借助上述技術，當磁帶打開讀取時，以15km/h的速度穿越整個磁帶表面介質，但磁頭仍能準確找到1.5倍DNA分子寬度的讀取位置。

    為了降低誤碼率，研究團隊在一個定制的FPGA面板上實現了四個通道的同時讀取，然后進行平均。其結構如下：

    6354e8d48e9f0923182144a8_10245314.jpg基于上述系統，研究團隊對約600萬樣本數據進行了測試，編碼和解碼的錯誤率隨著線密度的增加而增加。使用64態D3-NPML檢測器可以獲得最佳性能。

    在這種情況下，750kbpi線密度的誤碼率(BER)為4.5e-2，剛好不高于設定的閾值。當線密度為702kbpi時，誤碼率為2.8e-2。

    值得一提的是，在此線密度下，除了EPR4探測器外，其他探測器的誤碼率也滿足設定要求：

    6354e8d48e9f0923182144a9_10245315.jpg關于未來的應用，研究團隊認為該成果具有成本更低、長期耐用、低能耗和安全的優勢，將成為科技巨頭、學術機構和超大規模數字基礎設施公司數據歸檔的首選，尤其是在安全要求高、量大的混合云領域

    以互聯網行業為例，由于磁盤讀寫依靠電磁感應，存儲不需要通電，自然處于網絡離線狀態，使得這種介質安全性很高，斷電也無所謂。它總是被用來備份數據，包括谷歌和微軟Azure。

    2011年，谷歌的一次軟件更新意外導致Gmail中的4萬個賬戶郵件被刪除。幸運的是，他們使用磁帶備份來恢復這些數據。

    6354e8d48e9f0923182144aa_10245315.jpg國內部分檔案單位也采用磁帶備份。鄭州檔案局的一條微信推文顯示，他們在2017年進行了一次磁帶數據恢復演練，以幫助工作人員熟悉如何在意外情況下將備份數據從磁帶恢復到磁盤。

    去年一些省份缺電，有咨詢機構建議大公司考慮把一些數據轉移到磁帶上存儲，可以保存30年。

    磁帶的另一大優點是耐操作，不易損壞。磁帶從高處墜落對其數據存儲幾乎沒有影響。相比之下，硬盤等介質的環境適應性較差。

    在石油和天然氣勘探領域，如地震，仍然有相當數量的數據存儲在磁帶上，然后傳輸回數據中心進行處理和分析。因此，許多子領域的IT工程師仍在開發磁帶資源管理系統。

    6354e8d48e9f0923182144ab_10245315.jpg來源：IBM

    有需求就有供給。IBM、索尼、富士膠片、量子等科技公司多年來一直支持著磁帶的發展和產品推廣。

    即使在最近幾年，磁帶容量仍以每年約33%的速度增長，兩到三年翻一番。業內有人稱之為摩爾膠帶定律，這些公司是幕后黑手。

    當然，藍色巨人IBM在其中扮演了突出的角色。

    90年代末，IBM與惠普、數據存儲公司希捷組成LTO聯盟，推出更開放的格式打開終端市場。

    6354e8d48e9f0923182144ac_10245315.jpg 2015年，他們與富士膠片合作，使用超小鋇鐵氧體顆粒，實現了商業產品12倍的信息密度存儲記錄。

    2018年與索尼合作，他們將倍數擴大到20倍。

    到目前為止，IBM最新的LTO-9磁帶磁盤的原始存儲容量已經達到了18TB。

    這些升級一方面來自于磁性材料的升級，同時也來自于讀寫磁道的增加、卡帶和讀取設備的結構升級、控制精度的優化。

    6354e8d48e9f0923182144ad_10245315.jpg來源：IBM

    雖然磁帶還在發展，每GB存儲成本更低，但我們普通人還用不上。

    主要是讀寫設備太貴了，設備價格至少上萬人民幣。此外，由于單盤磁帶仍處于線性讀寫模式，其數據傳輸速度相對較低，更適用于公共或機械硬盤等存儲設備。

    6354e8d48e9f0923182144ae_10245315.jpg IBM磁帶機設備

    最后，我想問，你看好膠帶的未來嗎？

    參考鏈接：

    https://www.fujifilm.com/us/en/news/data-storage/SrFe_580TB

    https://mp.weixin.qq.com/s/XIEj5JslvVQp-URIxqucCg

    https://gizmodo . com/a-磁帶存儲領域的新突破-可以擠壓-580-tb-1845851499

    https://www . IBM . com/blogs/research/2020/12/tape-density-record/

    https://www . techrxiv . org/articles/preprint/317 _ Gb _ in2 _ Recording _ Areal _ Density _ on _鍶_鐵氧體_Tape/13379594/1

    https://spectrum . IEEE . org/為什么數據存儲的未來仍然是磁帶

         磁帶非但沒被淘汰 容量還比硬盤大了？靜靜地想（靜思默想慎言謹行千軍萬馬）33. 只要懷著信念去做你不知能否成功的事業，無論從事的事業多么冒險，你都必須能夠獲得成功。61. I’m very satisfied with what we have achieved so far.蘇軾286.明月幾時有？把酒問青天。不知天上宮闕，今夕是何年。我欲乘風歸去，又恐瓊樓玉宇，高處不勝寒。起舞弄清影，何似在人間？ 轉朱閣，低綺戶，照無眠。不應有恨，何事長向別時圓？人有悲歡離合，月有陰晴圓缺，此事古難全。但愿人長久，千里共嬋娟?！端{歌頭》    卜算子　陸游強欲從君無那老，將因臥病解朝衣。ibm,富士,谷歌,索尼,數據中心7.A fall into the pit,a gain in your wit. 吃一塹，長一智。
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